JP2011111002A - 電動式不整地走行車 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪の路面に対する追従性が良好であってモータの冷却に優れた電動式不整地走行車を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、車両フレーム１０の前部に回動可能に支持されるステアリングシャフト２７と、前記ステアリングシャフト２７によって操舵される左右一対の前輪１０５と、前記左右の前輪１０５の間に配設され前記左右の前輪１０５をそれぞれ駆動する左右一対の電動モータ４１と、を備える電動式不整地走行車１００であって、前記左右の電動モータ４１は、それら電動モータ４１間に隙間を介した状態で前記車両フレーム１０に搭載されていることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、電動モータを搭載し、電動モータの駆動により走行する電動式不整地走行車に関するものである。

従来、特許文献１に開示されているようにホイール内にモータを収納する電動車輌が知られている。このような電動車輌は、ホイールをサスペンションアームとアップライトによって車体に対し遥動自在に連結すると共に、サスペンションをサスペンションアームと車体の間に掛け渡すことにより、走行時に生じるホイールの振動を吸収する。

特許第２６７６０２５号公報

しかしながら、電動車輌に使用するモータは重量が過大であるために、例えば不整地を走行する不整地走行車に用いた場合、タイヤが上下に大きく遥動するため、サスペンションがこの遥動を吸収しきれず、タイヤが路面に追従し難くなるという問題がある。また、モータは駆動によって発熱する。しかしながら、特許文献１に開示された電動車輌では、モータの周囲がホイールによって囲まれているため、熱が篭り易くモータの冷却が効率良く行われないという問題がある。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであって、不整地を走行する不整地走行車に用いる場合であっても、車輪の路面に対する追従性が良好であってモータの冷却に優れた電動式不整地走行車を提供することを目的とする。

本発明に係る電動式不整地走行車は、車両フレームの前部に回動可能に支持されるステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトによって操舵される左右一対の前輪と、前記左右の前輪の間に配設され前記左右の前輪をそれぞれ駆動する左右一対の電動モータと、を備える電動式不整地走行車であって、前記左右の電動モータは、それら電動モータ間に隙間を介した状態で前記車両フレームに搭載されていることを特徴とする。
また、前記左右の電動モータ間の隙間は、その後端側よりも前端側を広くしたことを特徴とする。
また、前記左右の電動モータの駆動を、それぞれ対応する前記左右の前輪に伝える左右の車軸を備え、前記左右の車軸は、それぞれ対応する前記左右の前輪に向かうにしたがって、車両後方に傾斜して配設されていることを特徴とする。
また、側面視において、前記ステアリングシャフトの軸線が前記左右の電動モータの外形に交差することを特徴とする。
また、前記左右の電動モータは、前記車両フレームによって区画される収容空間内に配設されていることを特徴とする。
また、前記収容空間は、車両前側から後方に向かって延出される左右一対のアンダーフレームと、前記車両前側から上方に向かって延出される左右一対のメインフレームと、前記メインフレームよりも後側で略上下方向に延出され前記アンダーフレームに結合される左右一対のダウンチューブと、前記ダウンチューブの略中央部からそれぞれ前方に延出され前記メインフレームに結合される左右一対の懸架フレームとによって区画される空間であることを特徴とする。
また、前記収容空間は、車両前部に備えられたバンパーの後方に位置していることを特徴とする。
本発明に係る電動式不整地走行車は、車両フレームに揺動可能に支持される左右一対のスイングアームと、前記スイングアームに軸支される左右一対の後輪と、前記左右の後輪の間に配設され前記左右の後輪をそれぞれ駆動する左右一対の電動モータと、を備える電動式不整地走行車であって、前記左右の電動モータは、それら電動モータ間に隙間を介した状態で前記スイングアームによって結合されていることを特徴とする。
また、前記左右の電動モータの車両幅方向における外側面と前記スイングアームの内側面との間にそれぞれ隙間を設けたことを特徴とする。
また、前記左右の電動モータを下方から覆うガードプレートを備えることを特徴とする。

本発明によれば、発熱した電動モータを効率よく冷却でき、サスペンションに影響を与えることなく車輪の路面追従性を向上させることができる。

本実施形態に係る電動式不整地走行車の全体構成を示す左側面図である。 本実施形態に係る車両フレームを示す左側面図である。 本実施形態に係る電動式不整地走行車の前側を拡大した左側面図である。 本実施形態に係る電動式不整地走行車の前側の前方斜視図である。 本実施形態に係る電動式不整地走行車の前輪部分の後方斜視図である。 本実施形態に係る電動式不整地走行車の後輪部分の後方斜視図である。 本実施形態に係る電動式不整地走行車の一部平面図である。

以下、図面に基づき、本発明に係る電動式不整地走行車の好適な実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る電動式不整地走行車の左側面図である。図１を用いて電動式不整地走行車１００の全体構成について説明する。なお、以下の説明において各図で、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒによりそれぞれ示し、また、車両の右側を矢印Ｒにより、車両の左側を矢印Ｌによりそれぞれ示す。

図１に示す電動式不整地走行車１００は、電動モータで駆動され、凹凸の多い路面を走行することが可能な、いわゆる鞍乗型の四輪バギーである。
電動式不整地走行車１００は、車両全体をカウリング１０１で覆うことによって、車両の外観が整えられている。車両前後方向における中央には、乗員が着座する鞍型の着座シート１０２が前後方向に沿って配設されている。着座シート１０２の両側下方には、乗員の脚を載置するための平板状のフットレスト１０３が形成されている。

着座シート１０２の前方には、乗員が操舵するためのハンドル１０４が車幅方向に沿って配設されている。車両の前側下方には、ハンドル１０４によって操舵される左右一対の前輪１０５が接地している。同様に、車両の後側下方には、左右一対の後輪１０６が接地している。各前輪１０５および各後輪１０６の上方にはそれぞれフロントフェンダー１０７およびリアフェンダー１０８がカウリング１０１と一体的に設けられている。

電動式不整地走行車１００は、複数の鋼管製の車両フレーム１０によって車両の骨格が構成される。図２は、車両フレーム１０の構成を示す左側面図であり、上述したカウリング１０１、前輪１０５および後輪１０６を二点鎖線で示している。図３は、車両前側を拡大した左側面図である。図４は、車両前側の前方斜視図であり、電動モータを省略して図示している。図５は、車両前側の後方斜視図である。図６は、車両後側の後方斜視図である。
図２および図４に示すように、電動式不整地走行車１００には車両下部に車両前側から後方に向かって延出するアンダーフレーム１１が左右一対で配設されている。各アンダーフレーム１１は、前後方向に沿う第１のフレーム部１１ａと、第１のフレーム部１１ａから屈曲して後斜め上方に向かう第２のフレーム部１１ｂとからそれぞれ成っている。図４に示すように、左右のアンダーフレーム１１同士は所定の間隔を開けて複数のクロスメンバー１６によって結合される。

各アンダーフレーム１１の前端部には、左右一対のメインフレーム１２が結合されている。各メインフレーム１２は、各アンダーフレーム１１の前端から上方に延びる第１のフレーム部１２ａと、第１のフレーム部１２ａから後方に延びる第２のフレーム部１２ｂと、第２のフレーム部１２ｂから後斜め下方に延びる第３のフレーム部１２ｃとからそれぞれ成っている。図４に示すように、各メインフレーム１２同士は所定の間隔を開けて複数のクロスメンバー１７によって結合される。また、各第３のフレーム部１２ｃの前部には、着座シート１０２を支持する左右一対のシートレール１３が結合され、後方に向かって延設される。

各メインフレーム１２の第２のフレーム部１２ｂと各アンダーフレーム１１の第１のフレーム部１１ａとの間には、左右一対のダウンチューブ１４が略上下方向、より詳しくは後斜め下方に掛け渡されて結合されている。また、各メインフレーム１２の第１のフレーム部１２ａの略中間部と各ダウンチューブ１４の略中間部との間には、左右一対の懸架フレーム１５が前後方向に掛け渡されて結合されている。
上述した各メインフレーム１２の第１のフレーム部１２ａと、各アンダーフレーム１１と、各ダウンチューブ１４と、各懸架フレーム１５とによって区画される空間は、前輪１０５を駆動するための後述する左右一対のフロントモータ４１（電動モータ）が収容される収容空間７０である。

収容空間７０の前方には、バンパー１８が各メインフレーム１２の前端から前斜め上方に向かって張り出すように配設されている。バンパー１８の上部はメインフレーム１２の各第１のフレーム部１２ａに結合されている。第１のフレーム部１２ａの上方には、フロントキャリア１９がバンパー１８およびメインフレーム１２の各第２のフレーム部１２ｂに結合されている。また、着座シート１０２の後方であって、シートレール１３の後部にはリアキャリア２０が結合されている。フロントキャリア１９およびリアキャリア２０は、主に荷物等を輸送するために使用される。

各アンダーフレーム１１の第２のフレーム部１１ｂの下部には、ピボット軸２１を中心にして揺動自在なスイングアーム２２が左右一対で取り付けられている。スイングアーム２２の後端部には、後輪１０６を駆動するための後述する左右一対のリアモータ４６（電動モータ）および後輪１０６が結合されている。
各スイングアーム２２と各シートレール１３との間には、それぞれサスペンション６２が掛け渡され、後輪１０６が路面から受けた衝撃を吸収する。

また、図４に示すように、メインフレーム１２の第２のフレーム部１２ｂの上方であって、各第２のフレーム部１２ｂ同士の間には、ステアリングブリッジ２５が架け渡されて結合されている。ステアリングブリッジ２５には、ステアリングシャフト２７（操舵軸）を回転可能に支持するステアリングブラケット２６が固着されている。ステアリングシャフト２７は、上部が上述したハンドル１０４に結合され、下部が各懸架フレーム１５同士の間に架け渡されたエンドブリッジ２８に取り付けられる。乗員がハンドル１０４を操舵することにより、ステアリングシャフト２７が回転され、後述するステアリング機構を介して、独立懸架方式で懸架されている各前輪１０５の操向角が変化する。

次に、前輪１０５の懸架方式について図３〜図５を参照して説明する。本実施形態は、左右の前輪１０５が独立して上下に揺動できる独立懸架方式を採用している。
各懸架フレーム１５にはそれぞれ前後一対のアッパーリンク３１が上下に揺動可能に結合されている。同様に、各アッパーリンク３１の下方であって、アンダーフレーム１１の各第１のフレーム部１１ａにはそれぞれ前後一対のアンダーリンク３２が上下に揺動可能に結合されている。各左右のアッパーリンク３１は、車両幅方向における外側に向かって延びていて、ナックルプレート３３の上端部に上下方向に回動可能に結合されている。また、各左右のアンダーリンク３２も同様に、車両幅方向における外側に向かって延びていて、ナックルプレート３３の下端部に上下方向に回動可能に結合されている。

各ナックルプレート３３には、車両幅方向に沿ってフロントモータ４１から延出した後述するモータ出力軸４２から車軸４４やユニバーサルジョイント４３、４５を介して繋がるホイール取着部３４を有している。各ナックルプレート３３は、ホイール取着部３４を介して、前輪１０５の図示しないホイールに締結される。ナックルプレート３３はステアリング機構の動作によって図４および図５に示す回動軸Ｌ１を中心に水平方向に回動するので、前輪１０５は、ホイール取着部３４およびホイールを介して、同方向に回動する。また、各前後一対のアッパーリンク３１のうち後側のアッパーリンク３１の上面と、左右のメインフレーム１２の各第２のフレーム部１２ｂ間に掛け渡されたクロスメンバー１７の下面との間には、左右一対のサスペンション６１が連結される。
このように構成された懸架方式では、各前輪１０５が路面から衝撃を受けると、アッパーリンク３１およびアンダーリンク３２がホイールからナックルプレート３３を介して車両フレーム１０に対して上下方向に揺動する。このとき、上下方向の揺動は左右の独立したサスペンション６１によって緩衝されることから、各前輪１０５の振動はそれぞれにて吸収される。

次に、ステアリング機構について説明する。図５に示すようにステアリングシャフト２７の下部には、ステアリングシャフト２７と一体で略水平方向（図５に示す矢印Ａ１または矢印Ｂ１方向）に回動するリンクブラケット３６が取り付けられる。リンクブラケット３６には、車両幅方向における外側に向かって、それぞれ左右に延出される一対のタイロッド３７が連結されている。各タイロッド３７は、それぞれ各ナックルプレート３３から後方に突出し設けられたレバー３８に連結されている。

乗員がハンドル１０４を操舵することで、ステアリングシャフト２７を介してリンクブラケット３６が矢印Ａ１または矢印Ｂ１方向に回動する。リンクブラケット３６の回動に応じて、タイロッド３７が矢印Ａ２またはＢ２方向に移動し、レバー３８を矢印Ａ３またはＢ３方向に回動させる。レバー３８の回動に応じて、ナックルプレート３３が回動軸Ｌ１を中心に矢印Ａ４またはＢ４方向に回動するために、ナックルプレート３３に一体で回動するホイールを介して前輪１０５が進行方向に対して回動する。すなわち、ナックルプレート３３がＡ４方向に回動することで、車両は進行方向に対して右側に向かうように旋回し、ナックルプレート３３がＢ４方向に回動することで、車両は進行方向に対して左側に向かうように旋回する。

次に、バッテリ６０、フロントモータ４１およびリアモータ４６の配置について説明する。図７は、図２に示すＩ−Ｉ線断面を矢印方向から見た断面図である。
図２および図７に示すように、バッテリ６０は、前輪１０５と後輪１０６との間であって、左右のアンダーフレーム１１上に配設される。重量があるバッテリ６０を車両の下部で前後方向における中央に配設することで、安定した走行が可能である。
本実施形態では、左右の前輪１０５および左右の後輪１０６をそれぞれ駆動させる４つの電動モータが車両に搭載されている。

図７に示すように、各前輪１０５を駆動する左右のフロントモータ４１は、モータ出力軸４２が略車両幅方向に沿うようにして、上述した収容空間７０内に配設される。収容空間７０は剛性の高い空間であり、バンパー１８の後方に位置するために、各フロントモータ４１を強固に保護することができる。なお、各フロントモータ４１は、アンダーフレーム１１および懸架フレーム１５に結合された各ブラケット５１を介して車両フレーム１０に搭載される。また、図７に示すように、左右のフロントモータ４１の間には、隙間が設けられている。隙間は後端側よりも前端側の方が広くなるよう設けられ、左右のフロントモータ４１が平面視においてハ字状に傾斜して配設されている。したがって、フロントモータ４１に対する走行風を左右のフロントモータ４１間の隙間に導入し易くすることができるために、フロントモータ４１の冷却を効率良く行うことができる。なお、左右のフロントモータ４１からは、図示しない配線ケーブルが車両フレーム１０内を通って図示しない電源ユニット等を介してバッテリ６０に接続される。

図７に示すように、各フロントモータ４１には、モータ出力軸４２がそれぞれ車両外側に向かって延設されている。モータ出力軸４２は、ユニバーサルジョイント４３を介して、車軸４４に連結されている。各車軸４４は、それぞれ対応する左右の前輪１０５に向かって延出され、各ユニバーサルジョイント４５を介して、各ナックルプレート３３のホイール取着部３４に連結されている。したがって、各フロントモータ４１のモータ出力軸４２が回転することで、ユニバーサルジョイント４３を介して、車軸４４が軸方向に対して回転する。車軸４４が回転することで、ユニバーサルジョイント４５を介して、ナックルプレート３３のホイール取着部３４が回転し前輪１０５を駆動させることができる。

ここで、図７に示すように、右側のナックルプレート３３のホイール取着部３４と左側のナックルプレート３３のホイール取着部３４とを結ぶ直線をＬ２とすると、各フロントモータ４１のモータ出力軸４２が直線Ｌ２よりも前方に位置している。したがって、各車軸４４は、それぞれ対応する左右の前輪１０５に向かうにしたがって、車両後方に傾斜するように配設される。したがって、各フロントモータ４１を車両の前方寄りになるように配設しているので、その分ステアリングシャフト２７をより前方寄りに配置することができる。さらに、本実施形態では、図３に示すように、側面視において、ステアリングシャフト２７の軸線Ｌ３がフロントモータ４１の外形と交差するような位置まで、ステアリングシャフト２７を車両の前方寄りに配置している。

ここで、仮にステアリングシャフト２７が車両の後方寄りに配置された場合には、その分ステアリングブラケット３６が後方に配置されるため、タイロッド３７はレバー３８に対して斜めに配設される。この場合、乗員がハンドル１０４を操舵したときに、進行方向に対して回動した前輪１０５のホイールとタイロッド３７とが干渉する恐れがあるため、ハンドル１０４の切れ角を大きくすることができない。一方、本実施形態のように、ステアリングシャフト２７を前方に配置することで、その分ステアリングブラケット３６を前方に配置できるので、タイロッド３７を、より車両幅方向と平行に配設できる。したがって、乗員がハンドル１０４を大きく操舵した場合であっても、進行方向に対して回動した前輪１０５のホイールとタイロッド３７との干渉を防止でき、ハンドル１０４の切れ角を大きくすることができる。また、ステアリングシャフト２７をより前方に配置することで、ホイールベースを短くすることができる。

次に、図７に示すように、後輪１０６を駆動する左右のリアモータ４６は、モータ出力軸４７が車両幅方向に沿うようにして、左右のスイングアーム２２の後端部の間に配設される。各モータ出力軸４７には、それぞれ軸方向に延長するように外側に向かう車軸４８が延設されている。各車軸４８は、その外周がアクスルハウジング４９によって覆われている。
各アクスルハウジング４９は、各スイングアーム２２の後端部に結合され支持されている。各アクスルハウジング４９の外側端部には、各後輪１０６を制動するためのブレーキ装置５０が設けられている。各ブレーキ装置５０には、図示しないホイールを介して後輪１０６が締結される。なお、左右のリアモータ４６からは、図示しない配線ケーブルが車両フレーム１０内を通って図示しない電源ユニット等を介してバッテリ６０に接続される。したがって、各リアモータ４６のモータ出力軸４７が回転することで、車軸４８が軸方向に対して回転し、後輪１０６を駆動させることができる。

また、各リアモータ４６は、アクスルハウジング４９に結合された各ブラケット５１を介してスイングアーム２２の後端部に結合される。各ブラケット５１は、左右のリアモータ４６の相反する側の外側面を覆うようにして結合されている。
図６および図７に示すように、左右のリアモータ４６の間には、隙間が設けられている。したがって、リアモータ４６に対して走行風を左右のリアモータ４６間の隙間に導入し易くすることができるために、リアモータ４６の冷却を効率よく行うことができる。また、各リアモータ４６の車両幅方向における外側面、より詳しくは各リアモータ４６のブラケット５１と、スイングアーム２２の後端部の内側面との間には、隙間が設けられている。したがって、リアモータ４６の冷却をさらに効率よく行うことができる。

一方、各リアモータ４６と各スイングアーム２２の後端部との間に、隙間があると、後輪１０６が路面から衝撃を受けたときに、ブラケット５１に結合された各アクスルハウジング４９と各スイングアーム２２との結合部に大きな負荷が生じる。したがって、本実施形態では、左右のリアモータ４６同士を結合させて剛性を向上させている。具体的には、左右のリアモータ４６を離間させ両者のモータ出力軸４７の軸方向を一致させた状態で、図６に示すように、各ブラケット５１同士の間の上部および下部に結合部材５３を介して、複数の連結ボルト５２によって結合している。このように、左右のリアモータ４６同士を一体的に結合することで、左右の後輪１０６間に実質的に一本の車軸が通っているようにみなすことができるため、走行時の各スイングアーム２２のねじれ等によるアクスルハウジング４９への負荷を低減させることができる。

また、図２および図７に示すように、左右のリアモータ４６の下方には各スイングアーム２２に結合されたガードプレート５４が左右のリアモータ４６を下側から覆っている。このガードプレート５４の前端および後端は、斜め上方に折り曲げられている。ガードプレート５４は、走行時において左右のリアモータ４６を飛び石等から保護することができる。

このように、本実施形態では、電動モータを車両フレームに搭載し、左右の電動モータ間に隙間を設けるように構成した。したがって、重量物である電動モータを車体に搭載してサスペンションへの負荷を低減することができるため前輪または後輪が路面に追従し易くなると共に電動モータの冷却効果を高めることができる。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、上述した実施形態では、前輪１０５および後輪１０６を電動モータで駆動する場合についてのみ説明したが、この場合に限られない。例えば、前輪１０５および後輪１０６の何れか一方を電動モータで駆動するように構成されていてもよく、乗員が駆動させる電動モータを、前輪１０５および後輪１０６のうち少なくとも何れか一方を選択できるように構成してもよい。

１０：車両フレーム １１：アンダーフレーム １２：メインフレーム １３：シートレール １４：ダウンチューブ １５：懸架フレーム １８：バンパー ２２：スイングアーム ２７：ステアリングシャフト ３７：タイロッド ４１：フロントモータ ４６：リアモータ ５４：ガードプレート ６０：バッテリ ６１：サスペンション ６２：サスペンション ７０：収容空間 １００：電動式不整地走行車 １０４：ハンドル １０５：前輪 １０６：後輪

Claims (10)

1. 車両フレームの前部に回動可能に支持されるステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトによって操舵される左右一対の前輪と、
   前記左右の前輪の間に配設され前記左右の前輪をそれぞれ駆動する左右一対の電動モータと、を備える電動式不整地走行車であって、
   前記左右の電動モータは、それら電動モータ間に隙間を介した状態で前記車両フレームに搭載されていることを特徴とする電動式不整地走行車。
2. 前記左右の電動モータ間の隙間は、その後端側よりも前端側を広くしたことを特徴とする請求項１に記載の電動式不整地走行車。
3. 前記左右の電動モータの駆動を、それぞれ対応する前記左右の前輪に伝える左右の車軸を備え、
   前記左右の車軸は、それぞれ対応する前記左右の前輪に向かうにしたがって、車両後方に傾斜して配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動式不整地走行車。
4. 側面視において、前記ステアリングシャフトの軸線が前記左右の電動モータの外形に交差することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動式不整地走行車。
5. 前記左右の電動モータは、前記車両フレームによって区画される収容空間内に配設されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電動式不整地走行車。
6. 前記収容空間は、車両前側から後方に向かって延出される左右一対のアンダーフレームと、前記車両前側から上方に向かって延出される左右一対のメインフレームと、前記メインフレームよりも後側で略上下方向に延出され前記アンダーフレームに結合される左右一対のダウンチューブと、前記ダウンチューブの略中央部からそれぞれ前方に延出され前記メインフレームに結合される左右一対の懸架フレームとによって区画される空間であることを特徴とする請求項５に記載の電動式不整地走行車。
7. 前記収容空間は、車両前部に備えられたバンパーの後方に位置していることを特徴とする請求項５または６に記載の電動式不整地走行車。
8. 車両フレームに揺動可能に支持される左右一対のスイングアームと、
   前記スイングアームに軸支される左右一対の後輪と、
   前記左右の後輪の間に配設され前記左右の後輪をそれぞれ駆動する左右一対の電動モータと、を備える電動式不整地走行車であって、
   前記左右の電動モータは、それら電動モータ間に隙間を介した状態で前記スイングアームによって結合されていることを特徴とする電動式不整地走行車。
9. 前記左右の電動モータの車両幅方向における外側面と前記スイングアームの内側面との間にそれぞれ隙間を設けたことを特徴とする請求項８に記載の電動式不整地走行車。
10. 前記左右の電動モータを下方から覆うガードプレートを備えることを特徴とする請求項８または９に記載の電動式不整地走行車。

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